内能--中考物理复习13

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专题13 内能    

单元课标要求

1.了解内能和热量。

2.通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。

考点一：分子热运动

1.定义：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。

2.影响因素:温度越高，热运动越剧烈。

(1)不同物质在相互接触时，相互渗透的现象叫扩散。

(2)扩散在气体、液体和固体间都能发生，但扩散的程度不同。扩散现象表明：分子是不停地运动的；还表明分子之间有间隙。

【例题1】（山东泰安）下列现象中，说明分子在不停地做无规则运动的是（　　）

A. 尘土飞扬   B. 茶香四溢   C. 树叶纷飞   D. 瑞雪飘飘

【答案】B

【解析】ACD．尘土飞扬、树叶纷飞、瑞雪飘飘这三句所描述的都是物体的运动，属于机械运动，故ACD不符合题意；

B．茶香四溢是香味分子在空气中发生扩散现象，扩散现象说明分子在不停的做无规则运动，故B符合题意。

考点二：内能

1.定义：物体内部所有分子的动能和势能的总和叫内能。由于分子的动能与温度有关，分子的势能与分子间的相互作用力以及距离有关，所以物体的内能与温度、体积有关。

2.改变物体内能的方法

 (1)用做功的方法可以改变物体的内能。对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，可以使物体的内能减少。用做功的方法改变物体的内能，实质是能的转化。

 (2)用热传递的方法可以改变物体的内能。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质是能的转移。

【例题2】（黑龙江龙东农垦森工）有关温度、热量和内能的说法错误的是（　　）    

A．物体放出热量，其内能一定减小、温度一定降低  

B．热量都是从内能多的物体向内能少的物体传递  

C．把热水倒入碗里，碗变热是通过热传递的方式改变了内能  

D．冰在熔化过程中，内能增加而温度保持不变

【答案】AB

【解析】A.物体放出热量，内能一定减小，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减

少，但温度保持不变，故A错误。

B.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递；而不是从内能多的物体向内能少的物体传递，故B错误；

C.把热水倒入碗中，碗的温度升高，是通过热传递的方式改变了它的内能，故C正确；

D.冰在熔化过程中吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增加，故D正确；

考点三：热量

在热传递过程中，物体内能改变的多少叫热量。单位：焦耳(J）。热量是反映在热传递的过程中内能的改变量，因此热量是一个过程量。一个物体温度很高，不能说它的热量多，如果没有发生热传递，就没有热量可言。

【例题3】（四川甘孜州）如图所示的一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，温度升高，内能_________ （选填“增大”或“减小”）；若其中奶的质量为0.25kg，奶的比热容是，当把它从10°C加热到40°C需要吸收__________J 的热量。

【答案】(1) 增大  (2)

【解析】（1）一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，不断吸收热量，温度升高，内能增大。

（2）需要吸收的热量为

考点四：比热容

1.定义：单位质量的某种物质温度升高(降低）1℃所吸收 (放出）的热量。

2.单位：J/(kg·℃）。

3.水的比热容

(1) 数值：C_水=4.2×10J/(kg·℃）

(2) 意义：1kg水温升高(或降低）1℃所吸收 (或放出）的热量是4.2×10J。

(3) 应用：“暖气”取暖用水作介质，机器中的冷却水循环系统等。

4.热量的计算

 (1) 吸热公式：Q_吸=cm(t-t₀）

(2) 放热公式：Q_放=cm(t₀-t）

【例题4】（江苏连云港）沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水______。质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为______J（c_水=4.2×10³J/（kg·℃））。

【答案】 (1)比热容大  (2) 8.4×10⁵J

【解析】（1）因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小。

（2）水吸收热量Q_吸=cmΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×10kg×20℃=8.4×10⁵J

《内能》单元综合素养精准达标模拟检测试卷

（答题时间90分钟，试卷满分100分）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1.（四川甘孜州）中秋节期间，学校桂花盛开，花香扑鼻，这个现象说明（　　）

A. 分子间存在着引力   B. 分子间存在着斥力

C. 分子在不停地运动   D. 分子间不存在空隙    

【答案】C

【解析】中秋节期间，学校桂花盛开，花香扑鼻，说明花香分子在不停地做无规则运动。

2.（安徽）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是

A. 0℃的物体也具有内能

B. 只要物体放出热量，温度就一定降低

C. 物体温度越高，含有的热量越多

D. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体

【答案】A

【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，故A正确；

B．物体放出热量同时如果外界对物体做功，那么物体温度不一定降低，故B错误；

C．热量是过程量，只能在热传递过程中体现，不能表述成含有热量，只能表述成放出热量或吸收热量，可以表述成物体温度越高，具有内能越大，故C错误；

D．热传递的方向是高温物体放出热量，低温物体吸收热量，故D错误。

3．（齐齐哈尔）小丰用燃气灶烧水时，进行了如下思考，小丰的想法正确的是（　　）

A．烧水是通过做功的方式改变水的内能  

B．壶内水温度升高的过程中，内能增大  

C．水壶的壶嘴和壶身构成连通器  

D．壶内水沸腾时，水吸收热量，温度升高    

【答案】BC

【解析】A.烧水的过程中，水吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能，故A错误；

B.在烧水的过程中，水的质量不变、状态不变，温度升高，内能增大，故B正确；

C.根据连通器定义可知壶嘴和壶身构成连通器，故C正确；

D.壶内水沸腾时，水会一直吸收热量，但水的温度不变，故D错误。

4．（苏州）下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是（　　）

A．钻木取火         B．煤炉烧水         C．压缩空气升温      D．搓手取暖

【答案】B

【解析】A.钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；

B.煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；

C.压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；

D.用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。

5.（江苏连云港）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）

A. 0℃的冰块内能为0

B. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加

C. 存在温度差的两个物体相接触会发生热传递

D. 出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少

【答案】C

【解析】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；

B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；    

C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；

D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。

6.（山东泰安）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（　　）

A 把铁丝反复弯折，弯折处变热

B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间

C. 冬天，用热水袋对手进行取暖

D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起

【答案】A

【解析】A．把铁丝反复弯折，弯折处变热，是摩擦生热，属于做功改变铁丝的内能，符合题意；

B．把钢球放入炉火中，烧一段时间，是热传递改变钢球的内能，不符合题意；

C．冬天，用热水袋对手进行取暖，是热传递改变手的内能，不符合题意；

D．水烧开时，水蒸气将壶盖顶起，是热传递改变水蒸气的内能，不符合题意。

7.（新疆兵团）己知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　）

A. 6×10⁴J   B. 6×10⁵J   C. 6×10⁶J   D. 6×10⁷J

【答案】B

【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.7210⁵J。

选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。    

8.（湖南常德）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）

A. 物体吸收热量，温度一定升高

B. 80°C的水一定比30°C的水含有的热量多

C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量

D. 温度相同的物体接触时不发生热传递

【答案】D

【解析】A．晶体熔化过程中，需吸收热量，但温度不变，水在沸腾时，需继续吸热，但温度保持不变，故A错误；

B．热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，不能说物体含有热量，故B错误；

C．改变内能有两种途径：做功与热传递，故C错误；

D．热传递发生的条件是两个接触的物体有温差，若两个物体温度相同，则不会发生热传递，故D正确。

9．（湖南湘潭模拟）下表中有几种物质的比热容，小张同学根据提供的数据得出了四个结论，其中正确的是（　　）

A．一杯水比一桶煤油的比热容小

B．液体的比热容一定比固体的比热容大

C．水吸收或放出热量的本领较强，常用作冷却剂

D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关    

【答案】C

【解析】比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系；根据比热容的特点进行分析判断。

A．由表格中的信息知，水的比热容大于煤油的比热容，比热容大小与质量无关，故A错误。

B．液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰的比热容比水银的比热容大，故B错误。

C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们常用水作冷却剂，故C正确；

D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类和状态有关，故D错误。

10.（青岛模拟题）如图所示的装置展示的实验情景中，通过发生的现象，能说明一些物理知识。下列说法正确的是 （    ）

A.在甲图中，压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，是大气压强作用的结果

B.在乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，水蒸气内能转化为软木塞的机械能

C.在丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明上面瓶中的空气密度较大

D.在丁图中，金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出，说明外力做功使乙醚内能增加了

【答案】BD

【解析】A.压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，说明两铅块之间有引力作用，不能证明是大气压强作用的结果。所以A的说法错误；    

B.在乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气内能增加，对软木塞做功，软木塞获得机械能，说明水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。所以B的说法正确；

C.在丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，空气的密度虽然小于二氧化碳的密度，但由于两种气体的扩散，最后上下两个瓶子中会出现颜色相同的物质。所以C的说法错误；

D.在丁图中，金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出，说明外力做功使乙醚温度升高，内能增加，乙醚气体推动橡皮塞做功。所以D的说法正确。

二、填空题（每空1分，共21分）

11.（山东泰安）质量相同的水、沙石和铜（已知c_水＞c_沙石＞c_铜），放出了相同的热量，温度下降最大的是______。

【答案】铜

【解析】利用热量的计算公式Q=cmΔt可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的比热容小，它的温度变化就大，铜的比热容最小，铜的温度下降最大。

12.（天津）端午佳节，粽香万里｡煮粽子是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来增大粽子的内能；煮熟的粽子散发出香味，这是______现象。

【答案】(1) 热传递  (2) 扩散

【解析】（1）煮粽子是通过热传递的方式来增大粽子的内能。

（2）煮熟的粽子散发出香味，是分子在不停地做无规则运动，属扩散现象。

13．（黑龙江龙东农垦森工）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了　   　J的热量，这是通过　   　方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×10³J/kg•℃）

【答案】6.4×10⁵；热传递。

【解析】（1）汤吸收的热量：

Q_吸＝cm△t＝4×10³J/（kg•℃）×2kg×80℃＝6.4×10⁵J；

（2）在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。    

14．（山西）山西老陈醋已有3000余年的历史，素有“天下第一醋”的盛誉，以色，香，醇，浓，酸五大特征著称于世。小明周末参观醋厂，远远就闻到了浓郁的醋香，这是　　现象，这种现象说明　               　。

【答案】扩散；分子在不停地做无规则运动。

【解析】不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。

打开醋瓶闻到醋香是因为醋分子进入空气中，属于扩散现象；表明组成物质的分子在不停地做无规则运动。

15.（海南）腌海南粉是海南的特色名吃。在米粉中加入调味汁拌匀，调味汁充分进入米粉中俗称“入味”，米粉腌得越入味越好吃。从物理的角度看，入味是________的结果。热米粉比冷米粉更容易入味，是因为温度越高__________。

【答案】分子热运动   分子热运动越剧烈

【解析】入味是盐分子进入米粉的结果，这是属于扩散现象，也是分子热运动的结果；分子热运动与温度有关，温度越高分子热运动越剧烈。

16．（湖北荆州）如图所示的港珠澳大桥是在“一国两制”框架下，粤港澳三地首次合作建设的超大

型跨海交通工程，它是全球最长跨海大桥，于2018年10月24日正式通车运营。大桥在水中的倒影是光

的　   　 现象，倒影看起来较暗是由于光在水面发生了　   　导致的。小轿车在桥面上高速行驶时对桥面的压力　   　（选填“大于”、“小于”或“等于”）车所受重力，此时轮胎的温度升高主要是通过　   　的方式改变内能的。    

【答案】反射；折射；小于；做功。

【解析】（1）大桥在水中的倒影属于平面镜成像，是光发生反射形成的。

光射到水面时，一部分光线发生了反射，另一部分发生了折射而进入水中，所以大桥在水中的倒影的看起来比实际物体本身“暗”一些。

（2）轿车高速行驶时车体上方空气流速比下方大，空气对小车向下的压强小于向上的压强，汽车受到向上的压力差，所以车地对地面的压力小于其重力。

（3）轿车高速行驶时克服摩擦力做功，轮胎内能增大，温度升高，因此是通过做功的方式改变车胎内能的。

17．（安徽）经过美食街时，同学们总能闻到风味独特的“臭豆腐”的味道，这属于　　现象；“臭豆腐”经过烧烤后，加快了　　的无规则运动。

【答案】扩散；分子。

【解析】闻到臭豆腐的味道，是因为臭豆腐的分子在不停地做无规则运动，运动到空气中被吸到了，分子运动属于扩散现象，由于分子的运动跟温度有关，所以分子的无规则运动叫做分子的热运动，温度越高，热运动越剧烈。

18．（绥化）生活中常用的温度计里面的液体不使用水，请写出两个原因：　      　；　   　。

【答案】水的反常膨胀；水的比热容大。

【解析】因为水的比热容较大，吸收相同的热量，水的温度变化小，用水做温度计灵敏度低；

另外水还有反常膨胀，在0～4℃，当温度升高时，水体积缩小；因此制造温度计不用水。

19．（河北）下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。

（1）物体吸收热量，温度一定升高。　                      　。    

（2）物体温度升高，一定是吸收了热量。　                  　。

【答案】（1）冰在熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；

（2）压缩空气做功，使空气温度升高。

【解析】（1）晶体熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；如故（1）错误；

（2）物体的内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功；如压缩空气做功，使空气温度升高，故（2）错误。

20．（海南）在海滩上进行“沙疗”时，把人体埋在沙子里，沙子放出热量，人体吸收热量后体温升高，内能增加，这是通过　　   （选填“做功”或“热传递”）来改变内能的；10kg的沙子温度降低1℃放出的热是　　   J．【已知c_沙=0.92×10³J/（kg•℃）】

【答案】热传递；9.2×10³．

【解析】（1）把人体埋在沙子里，沙子放出热量，人体吸收热量后体温升高，内能增加，这是通过热传递来改变内能的；

（2）10kg的沙子温度降低1℃放出的热量：

Q_放=c_沙m_沙△t_沙=0.92×10³J/（kg•℃）×10kg×1℃=9.2×10³J．

三、分析简答题（每小题3分，共12分）

21.（北部湾模拟）海鲜粥是北部湾地区的一道家常美食。煮好的粥香气扑鼻，这是什么现象？而且粥的温度越高，香气就越浓，这是为什么？当我们对着热粥表面吹气时，粥就凉得更快，这又是为什么？请你用物理知识说明其中的道理。

【答案】见解析。

【解析】本题考查了分子的热运动知识。煮好的粥香气扑鼻，这是扩散现象；粥的温度越高，

香气就越浓，这是因为温度越高，分子的热运动越剧烈；当我们对着热粥表面吹气时，粥就

凉得更快，这是因为液体表面吹气，加快了空气流动的快慢，蒸发加快。    

22.（辽宁营口模拟）将一个烧瓶盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现“白雾”．回答下列问题：

（1）此过程中是用什么方法改变了物体内能？

（2）请从物态变化角度提出一个问题并回答．

【答案】（1）做功；（2）塞子跳出时，瓶内气体对外做功，内能减少，温度降低，使瓶内水蒸气放热发生液化形成小水珠，瓶口出现“白雾”．

【解析】做功可以改变物体的内能，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小，温度降低；物质从气态变为液态叫液化．

（1）通过塞子上方的开口向瓶里打气，瓶内气体把瓶塞冲出，对瓶塞做了功，瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能，内能减少，温度降低．

（2）塞子跳出时，瓶内气体对外做功，内能减少，温度降低，使瓶内水蒸气放热发生液化形成小水珠，瓶口出现“白雾”．

23.（福建模拟题）暑假里，小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天，烈日当空，小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚，而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。

【答案】水的比热容比沙子大，质量相同的水和沙子在吸收同样热量的情况下，由Q＝cm△t可知沙子升高的温度要比水高。所以感觉海边的沙子热得烫脚，而海水却是凉凉的。

【解析】解决本题或者类型问题时，关键点有，（1）记住或者知道沙子和水的比热容哪个大，哪个小；（2）对于沙子和水来讲，两者m、Q均相同；（3）由Q＝cm△t这个公式知道

△t=Q/cm，这样就能知道哪种物质温度变化的大，哪种物质温度变化的小。

24．（新疆模拟题）中国古诗意境优美。内涵丰富。下面是一首完整的唐诗《山亭夏日》。请在空格处填上相应的物理知识：

【答案】光的反射现象；力可以改变物体的运动状态；分子在不停的做无规则运动。

【解析】（1）诗句中的楼台倒影入池塘，平静水面上楼台的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的；（2）水晶帘动微风起，帘子原来是静止的，风把它吹动了，说明力改变了水晶帘运动状态；（3）“一院香”鲜花盛开，花香四溢，闻到花香是芳香分子在空气中不停的做无规则运动的结果。

四、实验探究题（25题4分、26题7分、27题5分，共16分）

25．（甘肃天水）在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。

（1）图B为某时刻的温度，其示数为　　  ℃。

（2）分析图C可知，吸收相同热量，　  　液体升温更高；　  　液体更适合作汽车发动机的冷却液。

（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2：1，则甲、乙液体的比热容之比为　    　。

【答案】（1）39；（2）乙；  甲； （3）3：2。

【解析】（1）图B中，温度计分度值为1℃，示数为39℃；    

（2）分析图C可知，吸收相同热量，即加热相同时间，如下所示，乙液体升温更高；

根据比较吸热能力的第2种方法，甲的吸热能力强，比热容大，根据Q＝cm△t，相同的质量甲乙两种物质，升高相同的温度，甲吸热多，冷却效果好，甲液体更适合作汽车发动机的冷却液；

（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，升高的温度分别为：20℃和15℃，吸收热量之比为2：1，根据c＝

则甲、乙液体的比热容之比为：＝×＝×＝3：2。

【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。

26．（山东德州模拟题）某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：

（1）实验中记录加热时间的目的是　               　

（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的　  　有关．    

（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量　  　（选填“相同”或“不同”）

（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度　  　（选填“相同”或“不同”）．

（5）由上述分析可以得出　　（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强．

（6）该实验采用的物理学研究方法是　  　和　    　．

【答案】（1）在相同时间内产生的热量相等；（2）质量；（3）不同；（4）相同；（5）甲；（6）转换法；控制变量法．

【解析】（1）实验中用同样的加热器，放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同；

（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；

（3）由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，吸收的热量不相等；

（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同（2min），单位质量（0.1kg）的不同物质升高的温度相同（10℃）；

（5）由表中第1、3次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：甲的吸热能力更强．

（6）吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．

五、计算题（28题3分、29题6分、30题4分，共13分）

27.（天津）小华在天津的家中用电热水壸烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃｡已知水的比热容，求水吸收的热量｡    

【答案】

【解析】由可得水吸收的热量

28．（湖南省邵阳）如图所示，一平底热水壶，其质量为0.5kg，内底面积为180cm²．有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上，测得壶中水深15cm，初温20℃．请你通过计算回答：

（1）此时水和热水壶的总质量是多少？

（2）加热前水对壶底的压强多大？

（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收多少热量？[ρ_水＝1.0×10³kg/m³，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），g＝10N/kg]

【答案】（1）此时水和热水壶的总质量是2kg；

（2）加热前水对壶底的压强为1.5×10³Pa；

（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收5.04×10⁵J热量。

【解析】（1）水的体积：V_水＝1.5L＝1.5×10^﹣3m^3，

根据ρ可得水的质量：m_水＝ρ_水V_水＝1.0×10³kg/m³×1.5×10^﹣3m³＝1.5kg；

则水和热水壶的总质量：m＝m_壶+m_水＝0.5kg+1.5kg＝2kg；

（2）水深h＝15cm＝0.15m，

则壶底受到水的压强：

p＝ρgh＝1×10³kg/m³×10N/kg×0.15m＝1.5×10³Pa；

（3）1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：

Q_吸＝c_水m_水（t﹣t₀）＝4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×10⁵J

29.（创新题）甲、乙两物体的质量之比为4:1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收）。如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为0.42×10³J／(kg·℃)，则乙的比热容是多少？

【答案】3.36×10³J/（kg•℃）

【解析】要熟练掌握吸热公式Q=Cm△t；会看图。

m_甲：m_乙=4：1，Q_甲=Q_乙，C_甲=0.4×10³J/（kg•℃），

由图看出：经过4分时，△t_甲=60℃-20℃=40℃，△t_乙=60℃-40℃=20℃．

根据Q=Cm△t得：C_甲m_甲△t_甲=C_乙m_乙△t_乙，C乙=3.36×10³J/（kg•℃）

六、综合素养题（8分）

30．（北京模拟题）阅读短文，回答问题。

防冻冷却液

    汽车行驶时，发动机的温度会升得很高，利用防冻冷却液在散热器管道内循环流动，将发动机多余内能带走，使发动机能以正常工作温度运转。防冻冷却液主要由水和不易汽化、密度比水小的某种防冻剂（简称原液）混合而成，原液含量（防冻剂占防冻冷却液体积的比例）越高，防冻冷却液的比热容越小，防冻冷却液的凝固点和沸点与原液含量的关系分别如题l图和题2图所示。

甲                               乙

选用时，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，而沸点一般高于发动机最高工作温度5℃以上。请回答下列问题：

（l）若用水代替防冻冷却液，在北方寒冷的冬天，停车时间比较长，会因水结冰容易导致散热器管道胀裂，为什么？因为当水结冰时，，所以把散热器管道胀裂。

（2）设某品牌汽车的发动机工作温度为90~101℃，所在地区最低温度为－17℃，应选用何种较合适比例的防冻冷却液（选填“35%”、“45%”、“55%”或“65%”），简述选用理由：。

（3）现有原液含量为75% 的防冻冷却液长时间使用后，由于汽化会减少，与原来相比，防冻冷却液的哪些物理量发生了什么变化，如何变化？（示例：体积变小）

①，②， ③， ④， ⑤。

【答案】（1）质量不变，冰的密度变小，体积变大。（2）55％  在满足凝固点和沸点的条件下，选择比热容较大的防冻冷却液。（3）①质量变小 ②重力变小③密度变小④沸点升高 ⑤凝固点升高 ⑥比热容变小 。

【解析】（1）水结冰后，质量不变，冰的密度变小，根据密度公式知道，冰的体积变大。

（2）选用时，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，而沸点一般高于发动机最高工作温度5℃以上。发动机工作温度为90~101℃。    

若选用“35%”防冻冷却液，其凝固点为-22.5℃，沸点为约103℃，低于发动机工作温度5℃以上。不可以选用。

若选用“45%”防冻冷却液，其凝固点为-32.5℃，沸点为约105℃，低于发动机工作温度5℃以上。不可以选用。

若选用“55%”防冻冷却液，其凝固点为-41.5℃，低于环境最低温度10℃以下，沸点为约107.5℃，高于发动机工作温度5℃以上。

若选用“65%”防冻冷却液，其凝固点为-47.5℃，低于环境最低温度10℃以下，沸点为约111℃，高于发动机工作温度5℃以上。

由于原液含量越高，防冻冷却液的比热容越小，所以“65%”防冻冷却液比热容比“55%”防冻冷却液的比热容小。在满足凝固点和沸点的条件下，选择比热容较大的防冻冷却液。所以确定选用“55%”防冻冷却液是最佳的。

（3）根据公式和图像综合分析知道①质量变小  ②重力变小 ③密度变小④沸点升高  ⑤凝固点升高  ⑥比热容变小 。

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